CN104390893A - 一种基于印制线圈的油磨粒传感器 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种基于印制线圈的油磨粒传感器，其特征在于：激励线圈(1)，感应线圈(2)，对消线圈(3)，多层印制板(4)，激励和处理电路(5)，过油孔(6)，安装盒(7)。整个基于印制线圈的油磨粒传感器结构紧凑简单、易于加工、装配、维护、移动。现在大多数油磨粒传感器都工作在振动状态，本发明也工作在振动状态。通过对消线圈技术实现了振动信号对消；通过改变印制板的结构可实现输出信号周期的改变，使处理电路实现起来简单得多。

Description

一种基于印制线圈的油磨粒传感器

技术领域

本发明属于航空测量工程技术领域，具体来说是一种航空发电机润滑油磨粒测量传感器。

背景技术

随着航空技术的发展，对航空器发动机的维护和保养提出了更高的要求，其中对润滑油磨粒系统的检测尤其重要，但航空器发动机系统始终工作在振动状态下，对润滑油磨粒系统的检测在静态下进行是无意义的。因此输出信号中振动信号将磨粒信号淹没，故必须去掉振动信号，而对消技术是一种选择。但普通油磨粒传感器要去掉振动信号是困难的，必须采用延迟输入信号后，再将延迟信号作为对消信号的技术才能达到要求。但延迟时间与振动的频率有关，振动信号不能完全去掉，印制线圈的油磨粒传感器有专门的对消线圈，采用对消技术后，可使对消结果与振动频率无关。

基于印制线圈的油磨粒传感器技术采用印制线圈实现激励、感应、对消等线圈，并且由于印制板结构和布线的自由性，使输出磨粒信号的频率和振动信号的频率分离。

基于印制线圈的油磨粒传感器技术具有以下优点：

1)处理电路和传感器合二为一，结构简单、小体积、重量轻；

2)制造简单、效率高，降低了耗费功率；

3)信号处理简单；

4)设备本身维护方便。

发明内容

现阶段的油磨粒传感器技术采用普通磁罐绕线圈的方案。该方案体积大、重量重、功耗大、信号处理复杂，已不能满足现代发动机油磨粒检测的要求。而基于印制线圈的油磨粒传感器技术的优点是体积小、重量轻、功耗小、信号处理简单，可满足航空发动机油磨粒检测的要求。

本发明所设计的基于印制线圈的油磨粒传感器技术，可使油磨粒传感器工作在振动条件下，并且制造简单、体积小、重量轻、功耗小、信号处理简单，可满足发动机油磨粒检测的要求。为各航空器发动机的维护所需要。

附图说明

图1为本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器的三维框图

图2为本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器系统对消原理框图

图3为本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器系统框图

图4为本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器电原理图

图5为本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器安装图

具体实施方案

图1描述了本发明的具体实施方案。由图1所示，本系统由激励线圈(1)，感应线圈(2)，对消线圈(3)，线圈印制板和处理电路多层印制板(4)，激励和处理电路(5)过油孔(6)，安装盒(7)等组成。

本系统的线圈印制板尺寸为Φ50×1.5，控制系统印制板尺寸为Φ50×1.5，安装盒尺寸为Φ60×5。本发明供电为DC+5V。连接法兰可连接航空发动机，由于发动机是高速运行的，传感器始终处于振动中。由于输出中振动信号淹没了油粒信号，处理电路进行了对消设计。由于输出中油粒信号的频率高于振动信号，处理电路进行了滤波设计。

图5为本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器电原理图，油管直径为Φ10，流速为10L/min～300L/min。

本发明一种基于印制线圈的油磨粒传感器的工作原理如下：

由控制电路中的激励器发出激励信号到激励线圈产生磁场，由分置在激励线圈左右的感应线圈接收激励信号产生的磁场，当无磨粒时，左右感应线圈接收的信号相等，相减等于零。当有磨粒且距激励线圈中心有距离时，左右感应线圈接收的信号不相等，相减不等于零且幅值恒定。当磨粒匀速通过传感器时，相减后信号为一单周期正弦波，其周期与传感器长度及磨粒速度有关，其幅度与激励磁场有关。

当传感器处于振动的环境中时，由振动引起的信号是非平稳的且幅度很大，往往淹没了磨粒信号。为了去掉振动信号，将利用对消线圈中的信号。对消线圈接收激励信号产生的磁场，但线圈中无油管通过，故对消线圈不感应磨粒信号，而只对振动信号有反应。

对消过程：将感应线圈信号与对消线圈信号相减，由于感应线圈信号既有磨粒信号又有振动信号，而对消线圈信号只有振动信号，故相减的结果是对消振动信号而保留了磨粒信号。

频率变换过程：由振动引起的信号的频率随机地在振动频率范围内变化，一般振动的频率范围在30～300Hz内。磨粒信号的频率由油粒速度和传感器长度决定，因而在油粒速度已知道的情况下，改变传感器长度可改变磨粒信号的频率。

由于本发明的传感器长度仅为1.5mm，比普通的传感器低一个数量级，故磨粒信号的频率比普通的传感器高一个数量级，达到300～3000Hz，故有利于简化信号处理。

本发明所设计的基于印制线圈的油磨粒传感器技术可使交/直流发电机不仅满足技术要求，而且体积小、重量轻、功耗小、可满足可发动机维护的要求。为各航空器发动机油粒检测所需要。

以上是向熟悉本发明领域的工程技术人员提供的对本发明极其实施方案的描述，这些描述应被是视为说明性的，而非限定性的。工程技术人员可据此发明权利要求书的思想做具体的操作实施，自然也可以据上述说明对实施方案做一系列变更。本发明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公开技术。

Claims (9)

1.一种基于印制线圈的油磨粒传感器，其特征在于：激励线圈(1)，感应线圈(2)对消线圈(3)，线圈印制板和处理电路多层印制板(4)，激励和处理电路(5)，过油孔(6)，安装盒(7)。

2.根据权利要求1所述的一种基于印制线圈的油磨粒传感器的激励线圈的作用是产生磁场。

3.根据权利要求1所述的一种基于印制线圈的油磨粒传感器的感应线圈的作用是感应油粒。

4.根据权利要求1所述的一种基于印制线圈的油磨粒传感器的对消线圈的作用是感应对消线圈中的振动信号。

5.根据权利要求1所述的一种基于印制线圈的油磨粒传感器的对消线圈的多层印制板的作用是在其上布置激励线圈(1)，感应线圈(2)，对消线圈(3)。

6.根据权利要求1所述的基于印制线圈的油磨粒传感器的激励电路的作用是产生激励信号输出到激励线圈。

7.根据权利要求1所述的基于印制线圈的油磨粒传感器的处理电路的作用是接收感应线圈和对消线圈的信号后对其进行处理。

8.根据权利要求1所述的基于印制线圈的油磨粒传感器的过油孔的作用是使油管通过感应线圈使其感应磨粒信号。

9.根据权利要求1所述的基于印制线圈的油磨粒传感器的安装盒的作用是安装各线圈印制板和处理电路印制板。